Быстродействующий переключатель одноразового действия

Быстродействующий переключатель одноразового действия относится к области электротехники и предназначен для одноразового переключения электрических цепей различных электротехнических устройств, в том числе для организации цепи в обход деградирующего аккумулятора аккумуляторной батареи космической аппаратуры и последующим его отключением. Переключатель состоит из двух пар "сухих" контактов, (одна пара нормально-замкнутая, вторая нормально-разомкнутая) и пружинного привода со струнным фиксатором исходного состояния. При необходимости переключения на струну подается напряжение. Под воздействием тока струна нагревается, разрушается (или растягивается), освобождая пружину, и контакты переключаются.

Переключатель относится к области электротехники и может быть использован для одноразового переключения электрических цепей в различных эксплуатационных условиях, в том числе в невесомости и вакууме, при значительных механических нагрузках.

Известны поляризованные двустабильные реле, работоспособные в аналогичных условиях, например типа РПС - это герметичные реле, заполненные инертным газом, рассчитанные на небольшие токи и напряжения.

Герметизация реле повышенной мощности усложняет конструктивную схему, значительно увеличивает габариты и массу.

Известны негерметичные электромеханические поляризованные двустабильные реле типа РЭП, обеспечивающие коммутацию токов в десятки ампер (1, 2), но они имеют значительные габариты и массу (за счет наличия электромагнитного привода). Кроме того, в ряде конкретных случаев не требуется многократных переключений, а достаточно одного. Например, в схемах электропитания космических аппаратов для отключения деградирующего аккумулятора (банки) и организации обходной цепи на соответствующем последовательном элементе аккумуляторной батареи.

Известны малогабаритные короткозамыкатели одноразового действия (3, 4, 5), в которых замыкание нормально-разомкнутых контактов производится медным подвижным контактом, предварительно впаянным в один из двух выводов, находящихся внутри нагревателя. При необходимости срабатывания на обмотку нагревателя подается напряжение, по команде (3, 4) или в автоматическом режиме (5) при нагревании припой, удерживающий подвижный контакт, плавится, контакт под воздействием пружины перемещается и замыкает цепь.

Наиболее близкими по технической сущности является переключатель одноразового действия (6), включающий в себя одну пару нормально-замкнутых и одну пару нормально-разомкнутых контактов. После подачи напряжения на обмотку управления переключателя и расплавления удерживающей пайки (аналогично (3, 4, 5)) пружина перемещает траверсу с подвижными контактами и происходит переключение.

К недостаткам данного переключателя следует отнести значительное время срабатывания (1-3 минуты от момента подачи напряжения на обмотку нагревателя привода до переключения контактов).

Использование двустабильных реле, имеющих малое время срабатывания в ряде случаев, например в аккумуляторных батареях космической техники, ограничивается их габаритами и массой.

Целью данного технического решения является уменьшение времени срабатывания (до 1-3 секунд), упрощение конструкции и технологии, снижение габаритов и массы.

На Фиг. изображена конструктивная схема переключателя. Устройство состоит из негерметичного корпуса 1, в котором размещены две пары контактов: нормально-замкнутых 2 и нормально-разомкнутых 3, пружины привода 4 и пружины 5.

Указанная цель достигается тем, что в качестве фиксатора исходного сжатого состояния пружины 4 привода используется прочная струна 5.

При необходимости переключения на струну 5 подается напряжение, под воздействием тока она нагревается и разрушается (или растягивается). Пружина 4 освобождается и контакты переключаются: нормально-разомкнутые 3 замыкаются, а затем нормально-замкнутые 2 размыкаются.

Энергозатраты на нагрев струны значительно меньше потребления нагревателей, используемых в (3-6).

Литература:

1. Томас Р.К. Коммутационные устройства. М.: Радио и связь, 1984.

2. Чунихин А.А. Электрические аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1988.

3. Свидетельство на полезную модель 5287 / Короткозамыкатель одноразового действия / Мирютов А.В., Станько Э.Д., Цыганов О.А. Бюл. 10, 1997.

4. Свидетельство РФ на полезную модель 10286 / Короткозамыкатель одноразового действия / Цыганов О.А., Мирютов А.В. Бюл. 6, 1999.

5. Свидетельство РФ на полезную модель 10940 / Короткозамыкатель одноразового действия / Мирютов А.В., Цыганов О.А., Гейнц Э.Р. Бюл. 8, 1999.

6. Патент РФ на полезную модель 80708 "Переключатель одноразового действия". Мирютов А.В., Фомин К.Н., Абакумова Г.В. Сусенкова К.И., Кашин П.И. Бюл. 5 2009 г.

Быстродействующий малогабаритный переключатель одноразового действия, содержащий одну пару нормально замкнутых, одну пару нормально разомкнутых контактов и привод переключения, отличающийся тем, что в качестве фиксатора сжатой в исходном состоянии пружины привода используется прочная струна, разрушающаяся (или растягивающаяся) после подачи на нее напряжения.